[發明專利]一種協議調度下多傳感器信息融合的系統狀態估計方法

有效

• 申請號: 202110522928.6
• 申請日: 2021-05-13
• 公開（公告）號: CN113271222B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 趙忠義;王子棟;鄒磊;白星振;王業政;郭繼躍
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: H04L41/14
• 分類號: H04L41/14;H04L41/142;H04L67/01;G06F17/16;G06F17/12
• 代理公司: 青島錦佳專利代理事務所(普通合伙) 37283
• 代理人: 朱玉建

本發明公開了一種協議調度下多傳感器信息融合的系統狀態估計方法，其包括如下步驟：S101.建立多傳感器信息融合的系統狀態空間模型；S102.各組傳感器的測量輸出分別使用一個網絡通道送至估計器，網絡通道中使用TOD協議進行調度，建立協議調度下的量測輸出模型；S103.計算系統狀態的一步預測值及一步預測誤差所在的全對稱多胞形；S104.計算估計器參數；S105.計算協議調度下多傳感器信息融合的系統狀態估計值以及估計誤差所在的全對稱多胞形，計算出系統狀態的上界與下界。本發明采用TOD協議調度，同時利用集員估計和遞推求解技術在各時刻遞推地給出系統狀態的估計值，給出的估計器參數保證相應的估計誤差所在的全對稱多胞形的F半徑最小，由此保證很好的估計效果。

技術領域

本發明屬于狀態估計領域，涉及一種協議調度下多傳感器信息融合的系統狀態估計方法。

背景技術

多傳感器信息融合指同時使用多組傳感器提供的局部量測信息，以獲得系統狀態更為精確的估計。目前，多傳感器信息融合已經應用于導航定位、目標跟蹤等多個前沿領域。

在工業上，越來越多的數據傳輸是基于通信網絡實現的，由于網絡帶寬的限制，通常需要使用網絡協議來調度系統的各個傳感器節點接入網絡的順序，從而避免數據沖突。

然而，在多傳感器信息融合中，測量系統狀態的各組傳感器在空間上通常是非集中式的，由此可以根據它們的空間位置，為每一組傳感器分配一個網絡通道。

通過在通道中使用網絡協議來調度數據的接入順序，以此解決帶寬受限的問題。

基于上述情況，為了滿足實際應用需求，亟需提出一種協議調度下多傳感器信息融合的系統狀態估計方法，用于實時給出系統的狀態估計值，以掌握系統的運行狀況。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明提出了一種協議調度下多傳感器信息融合的系統狀態估計方法，其具體采用如下技術方案：

一種協議調度下多傳感器信息融合的系統狀態估計方法，包括如下步驟：

步驟S101.建立多傳感器信息融合的系統狀態空間模型；

多傳感器信息融合的系統狀態空間模型包括狀態方程與量測方程，其狀態方程為：

其中，k表示采樣時刻；為系統的狀態向量，表示n_x維歐氏空間；g(k，x_k)、均表示具有二階連續偏導數的n_x維向量值函數；

表示具有二階連續偏導數的n_x維向量值函數；

B_k為已知的時變矩陣；w_k為未知的有界噪聲，且滿足w_k∈0，W_k，0，W_k表示已知的全對稱多胞形，其中，W_k表示全對稱多胞形0，W_k的外形矩陣；

均為已知的非負整數，表示與中的最大值；

c_p，X_p表示已知的全對稱多胞形，其中，c_p表示全對稱多胞形c_p，X_p的中心，X_p表示全對稱多胞形c_p，X_p的外形矩陣；

設系統由S組傳感器進行測量，其中，第q組傳感器的量測方程為：